JP3311416B2 - Battery retention time prediction device - Google Patents
Battery retention time prediction deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電池の保持時間予測装
置に関するもので、より具体的には無停電電源装置等に
内蔵される二次電池の保持時間を予測するための装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for estimating the retention time of a battery, and more particularly to an apparatus for estimating the retention time of a secondary battery incorporated in an uninterruptible power supply or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】パソコン,オフコン,ワープロ,ワーク
ステーション等の情報機器を使用中に停電等が生じて電
源が落ちると、作成中のデータ等が消滅したり、さらに
は、すでにメモリに格納してあるデータ等を破壊するお
それがある。したがって、予め無停電電源装置(UP
S)に接続し、停電時には係る無停電電源装置から一定
期間電力の供給を受けることにより、継続使用を可能と
し、必要に応じて所定のデータ保存その他の終了処理等
を行うことにより、上記問題の発生を未然に防ぐことが
できる。2. Description of the Related Art If a power failure occurs during use of an information device such as a personal computer, office computer, word processor, workstation or the like and the power is turned off, data being created or the like will be lost or even stored in memory. There is a risk of destroying certain data. Therefore, the uninterruptible power supply (UP
S), the power is supplied from the uninterruptible power supply for a certain period of time in the event of a power outage, thereby enabling continuous use, and by performing predetermined data storage and other termination processing as necessary, the above problem is solved. Can be prevented from occurring.
【0003】また、近年のオフィスオートメーション,
ファクトリーオートメーションのために小型の制御用の
コンピュータを分散配置することがある、係る各コンピ
ュータに対してもシステム保護や停電時でも所定の機能
を発揮させるなどのために上記のようなUPSを設置し
ている。In recent years, office automation,
In some cases, small control computers are distributed for factory automation. For each computer, the above-mentioned UPS is installed to protect the system and perform predetermined functions even during a power failure. ing.
【0004】そして、係る各情報機器毎に設置される小
容量のUPSでは、バックアップ用として小型で保守等
の不要な二次電池を内蔵させ、平常時は商用電源からの
電流を二次電池側にも流して充電し、停電時にはスイッ
チを切り替えて二次電池からの放電により負荷に対して
継続して電力供給するようになっている。A small-capacity UPS installed for each information device has a built-in secondary battery for backup which does not require maintenance, and normally supplies current from a commercial power supply to the secondary battery. The power is also supplied to the load, and at the time of a power failure, a switch is switched to continuously supply power to the load by discharging from the secondary battery.
【0005】ところで、実際の停電時においては、現在
行うべき処理を決定する上でバックアップ(UPSから
の電力供給)があと何分もつかという保持時間が重要な
要素となる。すなわち、比較的長時間もつような場合に
は、そのまま継続使用することができる。しかし、保持
時間が短い場合にそのまま継続使用をすると、その使用
中にUPSからの電力供給がなくなり上記と同様の問題
が発生するおそれがあるので、処理・作業を終了する必
要がある。[0005] By the way, at the time of actual power outage, the retention time of how long the backup (power supply from the UPS) lasts is an important factor in determining the processing to be performed at present. That is, when the apparatus is to be used for a relatively long time, it can be continuously used. However, if the continuous use is performed as it is when the holding time is short, the power supply from the UPS is lost during the use, and the same problem as described above may occur.
【0006】したがって、従来は係る装置の設計段階で
二次電池の容量と負荷の想定から二次電池が満充電され
ている場合の保持時間を算出し、それを目安の保持時間
として使用者に提示したり、或いは、バックアップ中の
端子電圧を測定・監視することで放電の進行状況を検出
するようにしたものがある。Therefore, conventionally, at the design stage of such a device, the holding time when the secondary battery is fully charged is calculated from the assumption of the capacity and load of the secondary battery, and the calculated holding time is used as a reference holding time for the user. In some cases, the progress of discharge is detected by presenting or measuring and monitoring the terminal voltage during backup.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のものでは、実際にバックアップ時における負荷は必ず
しも設計通りでは無く、また、温度等による電池の放電
能力の変化もあり、設計段階で求め提示される保持時間
は、あくまでも目安で実際の使用状況下における残りの
保持時間を知ることはできない。一方、端子電圧から放
電状況を検出することはできるものの、放電特性はリニ
アに変化するのではなくある時期に急に電圧が低下する
ため放電状況から実際に後何分間バックアップを行うこ
とができるのかを決定することは困難である。よって、
従来のものでは、常に急にバックアップが停止するおそ
れがあるという不安のもとに各種の機器を使用すること
になり、システムの信頼性にかけるとともに、たとえ長
時間バックアップ可能なほど電池容量が残っているよう
な場合でもデータ等の確保のためには停電後速やかに処
理の終了を行う必要があり、不便である。However, in the above-mentioned conventional device, the load at the time of backup is not always exactly as designed, and the discharge capacity of the battery changes due to temperature and the like. The remaining holding time is only a guide and the remaining holding time under the actual use condition cannot be known. On the other hand, although the discharge situation can be detected from the terminal voltage, the discharge characteristics do not change linearly but the voltage suddenly drops at a certain time, so how many minutes can the backup actually be performed after the discharge situation? It is difficult to determine. Therefore,
In the conventional system, various devices are used because of the fear that the backup may stop suddenly at all times. Even in such a case, it is necessary to end the process immediately after the power failure to secure data and the like, which is inconvenient.
【0008】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、バックアップ可能な
残り時間を正確に予測することができ、バックアップを
受ける各種装置の使用者等が適切な処理を行うことがで
き、信頼性の向上を図る電池の保持時間予測装置を提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to accurately predict the remaining time that can be backed up, and to ensure that the users of various devices that receive the backup have appropriate It is an object of the present invention to provide a battery retention time predicting device capable of performing various processes and improving reliability.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る電池の保持時間予測装置では、電
池の周囲温度を測定する手段と、前記電力を積分する手
段と、前記電池から放電される電力を測定する手段と、
前記各測定する手段により検出された周囲温度と出力電
力と前記積分された電力に基づいて前記電池の端子電圧
が所定の値以上を保持する保持時間を生成する手段とを
備えた。In order to achieve the above object, a battery retention time predicting apparatus according to the present invention comprises a means for measuring an ambient temperature of a battery and a means for integrating the power.
And a means for measuring power discharged from the battery;
Means for generating a holding time for the terminal voltage of the battery to maintain a predetermined value or more based on the ambient temperature, the output power, and the integrated power detected by each of the measuring means.
【0010】[0010]
【作用】電池から放電される電力を測定することにより
実際の使用状況下にある負荷の状態が検出される。そし
て、電池の放電特性に大きな影響を与える周囲温度と、
かかる実際の負荷電力(電池の放電電力と略等しい)
と、電力の積算値から保持時間を予測する。よって、使
用者等はその時の使用状況下にそくした保持時間を知る
ことができ、安心して作業を続けられ、また、残り時間
が短い場合には適切な処理を行いデータ保護等が確実に
図られる。By measuring the power discharged from the battery, the state of the load under the actual use condition is detected. And the ambient temperature, which greatly affects the discharge characteristics of the battery,
Such actual load power (substantially equal to battery discharge power)
And the holding time is predicted from the integrated value of the power . Therefore, the user, etc. can know the retention time under the usage conditions at that time, and can continue working with peace of mind, and if the remaining time is short, perform appropriate processing to ensure data protection etc. Can be
【0011】[0011]
【実施例】以下、本発明に係る電池の保持時間予測装置
の好適な実施例を添付図面を参照にして詳述する。図1
は本発明に係る保持時間予測装置の一実施例を浮動充電
方式のUPSに実装した例を示している。同図に示すよ
うに、商用電源1の出力は、切り替えスイッチ2と充電
器3に並列に接続され、平常時は切替スイッチ2を介し
て商用電源1の出力がそのまま負荷4に供給される。一
方、充電器3は商用電源1から出力された交流を直流に
変換しつつ電池5に対して浮動充電を行うようになって
いる。これにより、たとえ電池5が自己放電しても常時
微弱電流により充電され続け、電池5は原則として常に
満充電の状態となる。そして、電池5は、インバータ6
を介して上記切替スイッチ2に接続されており、停電発
生時には切替スイッチ2を切替えることにより、電池5
に充電した容量を放電しインバータ6,切り替えスイッ
チ3を介して負荷4に電力を継続して供給するようにな
る。なお、かかる構成は従来のUPSと基本的に同じで
あるためその詳細な説明を省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a battery retention time estimating apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG.
Shows an example in which an embodiment of the retention time prediction device according to the present invention is mounted on a floating charge type UPS. As shown in the figure, the output of the commercial power supply 1 is connected in parallel to the changeover switch 2 and the charger 3, and the output of the commercial power supply 1 is supplied to the load 4 via the changeover switch 2 in normal times. On the other hand, the charger 3 performs floating charging on the battery 5 while converting AC output from the commercial power supply 1 into DC. As a result, even if the battery 5 self-discharges, it is constantly charged with a weak current, and the battery 5 is always in a fully charged state in principle. The battery 5 is connected to the inverter 6
Is connected to the changeover switch 2 via a switch. When the power outage occurs, the changeover switch 2 is switched so that the battery 5
, And the power is continuously supplied to the load 4 via the inverter 6 and the changeover switch 3. Note that such a configuration is basically the same as that of a conventional UPS, and thus a detailed description thereof is omitted.
【0012】ここで本実施例における保持時間予測装置
は、まず電池5に近接してセンサ10を設置している。
このセンサ10は、電池5の周囲温度、並びに電池の放
電電力を求めるための電池5の端子電圧並びに出力電流
をそれぞれ測定するセンサ部から構成される。そして、
各センサ部で検出された測定データが処理部11に送ら
れ、そこにおいてファジィ推論により保持時間を予測す
るとともに残り時間を算出し、その結果をLED,LC
D等からなる表示部12に送りバックアップ可能な予測
残り時間を表示して使用者に知らせるようになってい
る。なお、かかる表示に替えてまたは表示とともに接続
されたコンピュータなどの装置に残り時間を送り、その
コンピュータ側で残り時間に応じた適切な処理を行わせ
るようにしても良い。特に、ファクトリーオートメーシ
ョンなどに用いられるコンピュータ(制御機器)の場合
に有用である。Here, in the holding time estimating apparatus according to the present embodiment, first, the sensor 10 is installed near the battery 5.
The sensor 10 includes a sensor unit that measures an ambient temperature of the battery 5 and a terminal voltage and an output current of the battery 5 for obtaining a discharge power of the battery. And
The measurement data detected by each sensor unit is sent to the processing unit 11, where the holding time is predicted by fuzzy inference and the remaining time is calculated.
The display unit 12 is configured to transmit the estimated remaining backup time to the display unit 12 made of D or the like to notify the user. The remaining time may be sent to a device such as a computer connected to the display instead of or in addition to the display, and the computer may perform an appropriate process according to the remaining time. In particular, it is useful in the case of a computer (control device) used for factory automation or the like.
【0013】すなわち、本発明が算出する予測保持時間
は、停電が発生してバックアップに入った状態で、その
停電時の負荷状態が続いた時にどれだけ電池がもつか
(所定の電圧値以上を保持できる時間)の予測であり、
電池の放電特性は一般に図2に示すようなカーブとな
り、同程度の放電容量を有する電池の場合には、負荷電
力と周囲温度とが一定であればほぼ同一となる。換言す
れば、電力或いは温度が異なればその特性も異なり、一
度保持時間予測を行った後に負荷電力或いは周囲温度が
変動するとその時の保持時間は前記予測結果から変動す
る。そこで本例では、上記したようにセンサ10を用い
て係る電力並びに温度を測定し、それに基づいて予測す
るようにしている。That is, the predicted holding time calculated by the present invention is based on how much the battery has when the power failure occurs and the load state at the time of the power failure continues (when the voltage exceeds the predetermined voltage value). Time that can be retained)
The discharge characteristics of the battery generally have a curve as shown in FIG. 2. In the case of batteries having the same level of discharge capacity, they are almost the same if the load power and the ambient temperature are constant. In other words, if the power or the temperature is different, the characteristics are different. If the load power or the ambient temperature is changed after the holding time is predicted, the holding time at that time is changed from the prediction result. Therefore, in the present embodiment, the power and the temperature are measured using the sensor 10 as described above, and prediction is performed based on the measured power and temperature.
【0014】ここで、処理部11は、同図(B)に示す
ように、まず、センサ10で測定された周囲温度並びに
負荷電力、すなわち電池5の放電電力(電圧×電流)が
保持時間予測部11aに入力され、そこにおいてファジ
ィ推論を行いその停電時における条件の元で連続して使
用した場合の保持時間を予測するようになっている。そ
して、本例では結論部がシングルトンの簡略化ファジィ
推論装置を用いており、具体的にはその一例として、図
3(A),(B)に示すようなメンバシップ関数並びに
同図(C)に示すルールを用いて推論処理をし、予測保
持時間(秒)を求めるようになる。Here, as shown in FIG. 1B, the processing unit 11 first calculates the ambient temperature and the load power measured by the sensor 10, that is, the discharge power (voltage × current) of the battery 5 to predict the holding time. The data is input to the unit 11a, where fuzzy inference is performed, and the holding time when the device is continuously used under the condition at the time of the power failure is predicted. In this example, a simplified fuzzy inference device whose conclusion part is a singleton is used. Specifically, as an example, a membership function as shown in FIGS. 3A and 3B and a membership function as shown in FIG. Inference processing is performed using the rule shown in FIG.
【0015】さらに、このようにして求めた予測保持時
間は、電池が満充電の時の値であり、実際には充電途中
(充電率が1未満)であったり、さらには、係る保持時
間が算出されるまでにすでにバックアップにより使用
(放電)された電力量があるため、それら(充電率と放
電量)を考慮して予測保持時間の補正を行う。具体的に
は、下記式により求める。Further, the predicted holding time obtained in this manner is a value when the battery is fully charged, and is actually in the middle of charging (the charging rate is less than 1). Since there is already an amount of power used (discharged) by the backup before the calculation, the predicted holding time is corrected in consideration of the amount of charge (charge rate and amount of discharge). Specifically, it is obtained by the following equation.
【0016】[0016]
【数1】補正後の予測保持時間=ファジィ推論による予
測保持時間−補正量 補正量=(電池公称容量×(1−充電率)+電力積分)
/推論に使用した電力 但し、上記式中の電池公称容量は、「公称電圧(本例で
は12V)×出力電流」の積分値であり、同様に電力積
分は放電を開始してからの「放電電流×端子電圧」の積
分値である。また、充電率は、電池5への充電時におけ
る充電電流×端子電圧を時間積分した値を上記の電池公
称容量で除した値であり、推論に使用した電力は、保持
時間を予測したときに用いた放電開始直後の「出力電流
×端子電圧」である。[Equation 1] Predicted holding time after correction = Predicted holding time by fuzzy inference−Correction amount Correction amount = (Nominal battery capacity × (1−Charging rate) + Power integration)
However, the nominal capacity of the battery in the above equation is the integral value of “nominal voltage (12 V in this example) × output current”. Similarly, the power integration is based on “discharge after starting discharge”. It is the integral value of “current × terminal voltage”. The charging rate is a value obtained by dividing a value obtained by time-integrating a charging current at the time of charging the battery 5 × a terminal voltage by the above-mentioned battery nominal capacity. The power used for inference is calculated when the holding time is estimated. “Output current × terminal voltage” immediately after the start of discharge used.
【0017】そして、その様にして求めた、最終的な予
測時間を次段のタイマー11bにプリセットする。この
タイマー11bは、1秒ごとに減算されそのタイマー1
1bの現在の値がバックアップ可能な残り時間として表
示部12に出力される。Then, the final predicted time obtained in this way is preset in the next-stage timer 11b. This timer 11b is decremented every second and the timer 1b
The current value of 1b is output to the display unit 12 as the remaining time that can be backed up.
【0018】さらに、本例における保持時間予測部11
aには、上記推論に使用した電力(放電開始直後の「出
力電流×出力電圧」)をバッファなどに格納しておき、
それをセンサ10から送られるバックアップ中の電力と
比較して負荷変動の有無を監視し、負荷変動があった場
合には再度推論処理して変動した負荷に応じた保持時間
を予測しタイマー11bへの再セットを行うようになっ
ている。すなわち、本例では負荷の変動を検知する手段
は、保持時間予測部11aに兼用されている。Further, the holding time estimating unit 11 in this embodiment
In a, the power used for the above inference (“output current × output voltage” immediately after the start of discharge) is stored in a buffer or the like.
This is compared with the power during backup sent from the sensor 10 to monitor the presence or absence of a load change. If there is a load change, the inference processing is again performed to predict a holding time according to the changed load, and to the timer 11b. Is to be reset. That is, in this example, the means for detecting a change in load is also used for the holding time prediction unit 11a.
【0019】ところで、電池5が劣化している場合に
は、放電特性のカーブが比較的短時間で低下、すなわち
新品の電池に比較して保持できる時間が短くなる。従っ
て、上記タイマー11bの値が零になる前にUPSが停
止してしまうおそれがある。そこで本例では、実際のバ
ックアップ時における端子電圧の変化を監視し、必要に
応じて予測した保持時間を補正するようにしている。When the battery 5 is deteriorated, the discharge characteristic curve decreases in a relatively short time, that is, the holding time is shorter than that of a new battery. Therefore, the UPS may stop before the value of the timer 11b becomes zero. Therefore, in this example, the change in the terminal voltage during the actual backup is monitored, and the predicted holding time is corrected as necessary.
【0020】すなわち、まず上記保持時間予測部11a
と並列に劣化判定電圧決定部11cを設け、その決定部
11cに上記測定して得られた周囲温度並びに負荷電力
を入力し、そこにおいてファジィ推論を行いタイマー1
1bの出力が零になるまでの端子電圧低下の標準カーブ
(各時における基準電圧)を求めるようになっている。That is, first, the holding time prediction unit 11a
And the ambient temperature and the load power obtained by the above measurement are input to the determination unit 11c, and a fuzzy inference is performed to the timer 1
A standard curve (reference voltage at each time) of the terminal voltage drop until the output of 1b becomes zero is obtained.
【0021】そして、本例では、細かい時間間隔毎にお
けるそれぞれの基準電圧を求め、それら求めた多数の基
準電圧を結ぶことにより図4中破線で示すような標準カ
ーブを作成する。そして本例では、原則としてタイマー
が零になる時を基準として1分毎(1分前基準電圧,2
分前基準電圧…)を求めるようになっている。但し、放
電開始当初の電圧降下の変化量は比較的小さいため、途
中から間隔を長く(例えば10分前以上は5分間隔や1
0分間隔等とする)している。In this embodiment, a standard curve as shown by a broken line in FIG. 4 is created by obtaining each reference voltage at each fine time interval and connecting the obtained many reference voltages. In this example, in principle, every minute (1 minute before the reference voltage, 2
Minute reference voltage ...). However, since the amount of change in the voltage drop at the beginning of the discharge is relatively small, the interval is increased from the middle (for example, 5 minutes or 1 minute before 10 minutes or more).
0 minute intervals, etc.).
【0022】そして、係る推論を行うための具体的なフ
ァジィ知識は、条件部(温度,電力)のメンバシップ関
数は、予測保持時間を求める時に用いた図3(A),
(B)に示す関数と同じものを使用し、ルールの一例と
しては図5に示すようになっている。なお、この例で
は、放電終了(タイマー出力=0)1分前の基準電圧を
求めるためのルールを示したが、具体的な図示は省略す
るが上記したごとく各時間毎のルールを作成・格納した
ものを用いる。なお図示のルールは、電池5の端子電圧
が12Vのものについてのものである。The specific fuzzy knowledge for performing the inference is based on the membership function of the condition part (temperature, power), which is used when calculating the predicted holding time, as shown in FIG.
The same function as the one shown in (B) is used, and an example of the rule is as shown in FIG. In this example, the rule for obtaining the reference voltage one minute before the end of the discharge (timer output = 0) is shown. However, although not specifically shown, the rule for each time is created and stored as described above. Use what was done. Note that the rules shown are for the battery 5 having a terminal voltage of 12V.
【0023】次いで、上記求めた各基準電圧(標準カー
ブ)を次段の電圧低下判定部11dに入力し、さらにこ
の判定部11dには、上記タイマー11bの出力(残り
時間)並びにセンサ10から得られる電池の端子電圧を
入力するようにしている。この電圧低下判定部11dで
は、タイマー11bから与えられる現在の残り時間とと
標準カーブとから現在における基準電圧を求め、その基
準電圧と実際の端子電圧とを比較する。そして、実際の
端子電圧の方が低い場合には、その電池が劣化している
と考えられるため、補正を行い現在の端子電圧に基づく
残り時間(当初求めた時間より短くなる)を求め、それ
を補正値としてタイマー11bにセットする。そして、
タイマー11bは、再セットされた時間から減算し残り
時間を出力するようになる。Next, each of the obtained reference voltages (standard curves) is inputted to the next stage voltage drop judging section 11d, and the judgment section 11d obtains the output (remaining time) of the timer 11b and the sensor 10 The terminal voltage of the battery is input. The voltage drop determination unit 11d obtains the current reference voltage from the current remaining time provided by the timer 11b and the standard curve, and compares the reference voltage with the actual terminal voltage. If the actual terminal voltage is lower, it is considered that the battery has deteriorated. Therefore, the remaining time based on the current terminal voltage (which is shorter than the initially obtained time) is determined by performing correction, and Is set in the timer 11b as a correction value. And
The timer 11b subtracts from the reset time and outputs the remaining time.
【0024】ここで、係る補正処理は、現在の端子電圧
と等しい標準カーブ上のポイントを検出し、そのポイン
トにおける残り時間を補正値に決定している。すなわ
ち、例えば実際の電池の端子電圧の変化が図4中実線で
示すようになっていると、ある時刻t1 における端子電
圧v1 は同時刻の基準電圧v0 よりも低いため、劣化で
あると決定され、補正処理に移る。そして、その端子電
圧v1 を平行移動し標準カーブと交差、すなわち、標準
カーブ上の端子電圧v1 の位置を求め、その時の時刻
(残り時間)t2 をタイマー11bにセットするように
なる。また、このように補正処理がされ残り時間が短く
なった場合には、表示部12に対して所定のメッセージ
を表示したり,残り時間を点滅させるなどを行い、使用
者に残り時間が減少したことを教えるようになってい
る。また、係る表示に替えて或いはそれに加えてブザー
などの音声による警告を行うようにしても良い。In this correction process, a point on the standard curve equal to the current terminal voltage is detected, and the remaining time at that point is determined as a correction value. That is, for example, if the change in the terminal voltage of the actual battery is as shown by the solid line in FIG. 4, the terminal voltage v1 at a certain time t1 is lower than the reference voltage v0 at the same time, and thus it is determined that the battery is deteriorated. Then, the process proceeds to the correction process. Then, the terminal voltage v1 is translated and intersected with the standard curve, that is, the position of the terminal voltage v1 on the standard curve is obtained, and the time (remaining time) t2 at that time is set in the timer 11b. When the remaining time is shortened due to the correction process, a predetermined message is displayed on the display unit 12 or the remaining time is blinked, so that the remaining time is reduced for the user. It is designed to teach. Alternatively, a warning by sound such as a buzzer may be issued instead of or in addition to the display.
【0025】なお、上記とは逆に実際の端子電圧の方が
上記基準電圧よりも高い場合には、実際のバックアップ
可能な残り時間はタイマーの出力よりも長いことになる
が、本例では係る場合には補正を行わない。但し、補正
処理を行うようにしてももちろん良い。When the actual terminal voltage is higher than the above-mentioned reference voltage, the actual remaining backup time is longer than the output of the timer. In this case, no correction is made. However, a correction process may of course be performed.
【0026】なお図2に示すように、停電発生に伴う放
電開始直後は、電池5の端子電圧が一時的に低下するこ
とがある。したがって、係る低下の現象が生じると、そ
れを電池の劣化と誤判定するおそれがある。そこで、係
る現象が発生する可能性のある領域では、劣化判定を行
わないようにしている。すなわち、出力電流と端子電圧
の積から瞬時の電力を求め、それを積分することにより
電力量を求める。そして、その電力量が一定の値に達す
るまでは端子電圧を無視(劣化の判断或いは補正処理を
行わない)するようにしている。そして、係る処理は例
えば劣化判定電圧決定部11c内において常時入力され
る負荷電力を積分し、その積分値を所定のしきい値と比
較し積分値が大きくなった時に判定開始の制御信号を電
圧低下判定部11dに送ったり、或いは、所定の積分値
になるまでは電圧低下判定部に対し基準カーブを送らな
い(電圧低下判定部11dに入力される端子電圧は0V
と比較されて基準電圧以上となり補正処理を行わない)
ようにするなどにより実行される。すなわち本例では、
電池の放電開始後所定のエネルギーを放電したことを検
知する手段は、劣化判定電圧決定部11cに内蔵され
る。また、上記の劣化判定電圧決定部11c並びに電圧
低下判定部11dにて、電圧の劣化を検知し、保持時間
を補正する手段が構成される。As shown in FIG. 2, immediately after the start of discharge due to the occurrence of a power failure, the terminal voltage of the battery 5 may drop temporarily. Therefore, when such a phenomenon occurs, there is a possibility that the phenomenon is erroneously determined as battery deterioration. Therefore, in a region where such a phenomenon may occur, the deterioration determination is not performed. That is, the instantaneous power is obtained from the product of the output current and the terminal voltage, and the power amount is obtained by integrating the instantaneous power. Then, the terminal voltage is ignored (the deterioration determination or the correction process is not performed) until the power amount reaches a certain value. In the process, for example, the load power that is constantly input in the deterioration determination voltage determination unit 11c is integrated, and the integrated value is compared with a predetermined threshold value. The reference curve is not sent to the voltage drop judging unit until it reaches the predetermined integration value (or the terminal voltage input to the voltage drop judging unit 11d is 0 V).
Is compared to the reference voltage and becomes higher than the reference voltage and no correction processing is performed
It is executed by doing so. That is, in this example,
Means for detecting that predetermined energy has been discharged after the start of discharging of the battery is built in the deterioration determination voltage determination unit 11c. Further, means for detecting the deterioration of the voltage and correcting the holding time is configured by the deterioration determination voltage determination unit 11c and the voltage decrease determination unit 11d.
【0027】次に上記した実施例の作用について図6に
示すフローチャートを用いて説明する。すなわち、停電
発生を検知すると、切替スイッチ2を切替えて負荷4に
対し電池5から電力供給をする。そして、この時の電池
の周囲温度並びに出力電流・電圧(負荷電力)を測定す
る(S101,102)。次いで、測定した各種データ
を処理部11内の保持時間予測部11aに入力し、ファ
ジィ推論を行うとともに、充電率,放電量に基づく補正
を行い、予測保持時間を算出する(S103,10
4)。Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. That is, when the occurrence of a power failure is detected, the changeover switch 2 is switched to supply power from the battery 5 to the load 4. Then, the ambient temperature and the output current / voltage (load power) of the battery at this time are measured (S101, 102). Next, the measured various data are input to the holding time estimating unit 11a in the processing unit 11 to perform fuzzy inference, perform correction based on the charging rate and the discharge amount, and calculate the estimated holding time (S103, 10).
4).
【0028】そして、その予測結果をタイマー11bに
セットし、タイマーをスタートさせる。そして、タイマ
ー出力である残り時間を常時表示する(S105,10
6)。この時、保持時間予測部11aでは、入力される
負荷電力を保持時間予測のための推論に用いた負荷電力
と比較して負荷変動があるか否かを判断し(S10
7)、変動があればステップ102に戻り再度予測を行
う。一方、変動がなければそのまま処理を続け(タイマ
ーの減算)、次のステップに移り、劣化判定電圧決定部
11cにて放電開始からの電力量が一定値をこえたか否
かを判断する(S108)。そして、こえるまでステッ
プ106〜108のループ中の処理を繰り返し行う。Then, the prediction result is set in the timer 11b, and the timer is started. Then, the remaining time, which is the timer output, is always displayed (S105, S10).
6). At this time, the holding time prediction unit 11a compares the input load power with the load power used for inference for the holding time prediction to determine whether there is a load change (S10).
7) If there is a change, the process returns to step 102 and prediction is performed again. On the other hand, if there is no fluctuation, the process is continued as it is (subtraction of the timer), the process proceeds to the next step, and the deterioration determination voltage determination unit 11c determines whether the power amount from the start of discharge exceeds a certain value (S108). . Then, the processing in the loop of steps 106 to 108 is repeatedly performed until it exceeds.
【0029】一方、電力量が一定値をこえたならステッ
プ109以降にいき、電圧低下判定部11dにて端子電
圧の監視を行い、電池の劣化に伴う残り時間の補正処理
ループに移る。すなわち、負荷変動がないとすると端子
電圧が所定の基準電圧以上か否かが判断され、以上であ
ればタイマー零になるまで表示をし続け、タイマーが零
になったならUPSを停止して電池の過放電による劣化
を抑制する(S109〜113)。一方、負荷変動があ
ったなら上記と同様ステップ102に戻り再度ファジィ
推論等を行い保持時間の再設定を行う。また、端子電圧
が基準電圧より小さくなると、タイマー値の補正を行い
(S114)、ステップ105に戻りタイマーの再セッ
トに伴う再スタートを行う。On the other hand, if the amount of power exceeds a certain value, the process proceeds to step 109 and thereafter, the terminal voltage is monitored by the voltage drop determining unit 11d, and the process proceeds to a correction processing loop for remaining time due to battery deterioration. That is, if there is no load change, it is determined whether or not the terminal voltage is equal to or higher than a predetermined reference voltage. If it is, the display is continued until the timer reaches zero. Of the battery due to overdischarge is suppressed (S109 to S113). On the other hand, if there is a load change, the process returns to step 102 in the same manner as described above, and fuzzy inference is performed again to reset the holding time. When the terminal voltage becomes lower than the reference voltage, the timer value is corrected (S114), and the process returns to step 105 to restart the timer when the timer is reset.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上のように、本発明に係る電池の保持
時間予測装置では、負荷電力と温度条件と電力の積算値
から実際の使用状況に応じた保持時間が予測されるた
め、その電池により駆動される装置の使用者が安心して
作業を行うことができる。そして、その様に保持時間
(残り時間)がわかるため、電池の容量いっぱいまで放
電させてバックアップ処理を行うことができるので、必
要以上に大きな容量からなる電池を用いる必要がなく、
無停電電源などの電池を実装した装置の小型化が図れ
る。As described above, in the battery retention time predicting apparatus according to the present invention, the retention time according to the actual use condition is predicted from the load power , the temperature condition, and the integrated value of the power. Therefore, the user of the device driven by the battery can perform the operation with peace of mind. And since the retention time (remaining time) can be known in such a manner, the battery can be discharged to its full capacity and the backup process can be performed. Therefore, there is no need to use a battery having a capacity larger than necessary.
A device mounted with a battery such as an uninterruptible power supply can be downsized.
【0031】また、保持時間を補正する手段及びまたは
負荷の変動を検知する手段を設けた場合には、電池が劣
化しているとそれを検知し予測値を補正したり、或いは
負荷変動があった場合には再予測を行うことができるの
で、常に使用状況に応じた残り時間を求めることがで
き、バックアップ可能な残り時間をより正確に予測する
ことができる。よって、バックアップを受ける各種装置
の使用者等が適切な処理を行うことができる。さらに、
電池の放電エネルギー量を検知する手段を設けた場合に
は、電池の放電初期時における過渡的な出力電圧の変動
影響を受けないため、正確な保持時間予測(補正)が可
能となる。When a means for correcting the holding time and / or a means for detecting a change in the load are provided, it is detected that the battery is deteriorated and the predicted value is corrected, or the load is changed. In this case, re-estimation can be performed, so that the remaining time according to the use situation can always be obtained, and the remaining time that can be backed up can be more accurately estimated. Therefore, a user of various devices that receive the backup can perform an appropriate process. further,
In the case where the means for detecting the discharge energy amount of the battery is provided, it is not affected by the transient fluctuation of the output voltage at the initial stage of the discharge of the battery, so that it is possible to accurately predict (correct) the holding time.
【図1】本発明に係る保持時間予測装置の好適な一実施
例並びにそれを実装したUPSの一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a preferred embodiment of a retention time prediction device according to the present invention and an example of a UPS mounting the same.
【図2】電池の放電特性の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a discharge characteristic of a battery.
【図3】保持時間予測を行うためのファジィ知識を示す
図である。FIG. 3 is a diagram showing fuzzy knowledge for performing holding time prediction.
【図4】電池の経過時間に対する予測端子電圧(標準カ
ーブ)並びに電池の劣化に伴う保持時間の補正を説明す
る図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a predicted terminal voltage (standard curve) with respect to an elapsed time of a battery and a correction of a holding time accompanying deterioration of the battery.
【図5】標準カーブを求めるためのファジィルールの一
例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a fuzzy rule for obtaining a standard curve.
【図6】本実施例の作用を説明するフローチャート図で
ある。FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation of the present embodiment.
1 商用電源 2 切替スイッチ 3 充電器 4 負荷 5 電池 6 インバータ 10 センサ 11 処理部 11a 保持時間予測部 11b タイマー 11c 劣化判定電圧決定部 11d 電圧低下判定部 12 表示部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Commercial power supply 2 Changeover switch 3 Charger 4 Load 5 Battery 6 Inverter 10 Sensor 11 Processing part 11a Holding time prediction part 11b Timer 11c Deterioration determination voltage determination part 11d Voltage drop determination part 12 Display part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深尾 保文 京都府京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場 町1番地 日本電池株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−262078(JP,A) 特開 平2−305591(JP,A) 特開 昭57−200874(JP,A) 特開 平2−262077(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/36 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Yasufumi Fukao 1st, Nishi-no-Sho, Inobamaba-cho, Kichijo-in, Minami-ku, Kyoto-shi, Kyoto Inside Nippon Battery Co., Ltd. (56) References A) JP-A-2-3055591 (JP, A) JP-A-57-200874 (JP, A) JP-A-2-26207 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) ) G01R 31/36
Claims (5)
力と前記積分された電力に基づいて前記電池の端子電圧
が所定の値以上を保持する保持時間を生成する手段とを
備えた電池の保持時間予測装置。1. A means for measuring an ambient temperature of a battery, a means for measuring power discharged from the battery, a means for integrating the power, and an ambient temperature and output power detected by each of the measuring means. And a means for generating a holding time for maintaining the terminal voltage of the battery at a predetermined value or more based on the integrated power.
らの経過時間を減算して残り保持時間を算出し出力する
手段を備えた請求項1に記載の電池の保持時間予測装
置。2. The apparatus according to claim 1, further comprising means for subtracting the elapsed time from the start of discharging of the battery from the holding time to calculate and output a remaining holding time.
を検知し、少なくとも劣化している場合には、前記求め
られた保持時間を補正する手段を備えた請求項1または
2に記載の電池の保持時間予測装置。3. The battery according to claim 1, further comprising means for detecting deterioration of the battery from the terminal voltage of the battery, and correcting the obtained holding time at least when the battery is deteriorated. Holding time prediction device.
量を放電したことを検知する手段を備え、その検知後前
記保持時間を補正する手段による劣化検知並びにそれに
伴う補正を開始するようにした請求項3に記載の電池の
保持時間予測装置。4. A method according to claim 1, further comprising means for detecting that a predetermined amount of energy has been discharged after the start of discharging of the battery, and after the detection, deterioration detection by means for correcting the holding time and correction associated therewith are started. Item 4. A battery retention time prediction device according to item 3.
変動を検知した際には前記保持時間を生成する手段を再
起動して再度保持時間の予測・修正を行うようにした請
求項1〜4のいずれか1項に記載の、電池の保持時間予
測装置。5. The apparatus according to claim 1, further comprising means for detecting a change in load, wherein when the change is detected, the means for generating the holding time is restarted to predict and correct the holding time again. 5. The battery retention time prediction device according to any one of items 4 to 4.
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1993
- 1993-02-12 JP JP04610593A patent/JP3311416B2/en not_active Expired - Fee Related
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